Новый геномный анализ показывает, насколько ценный этот плотоядный образ жизни был к заводу всюду по его эволюционной истории. Более чем миллионы лет, разновидностей, Utricularia gibba, неоднократно сохраняемого и увеличенного генетического материала, связанного с его плотоядным характером – несмотря на огромное эволюционное давление, чтобы удалить ДНК, исследование находит.
Биологические сокровища, которые лелеяли, включают гены, которые облегчают заманивание в ловушку добычи, вываривание белков и транспорт маленьких частей белка (полученный от жертв пузырчатки) от одной клетки до другого.«Что является захватывающим, то, что мы не вошли и избирательно подошли к выбору этих генов», говорит Виктор Альберт, доктор философии, преподаватель биологических наук в Университете в Колледже Буффало Искусств и Наук. «Мы использовали биоинформатику, чтобы определить гены, которые были сохранены и обогащены в разновидностях, и когда мы сделали это, эти гены, связанные с плотоядным образом жизни, были теми, которые выделились. Они кричали на нас, говоря нам посмотреть на них».
«Посредством тщательного анализа мы смогли раскрыть генетические подписи насекомоядного растения», говорит Штефан К. Шустер, доктор философии, преподаватель биологических наук в Наньянском технологическом университете в Сингапуре.Результаты будут изданы 15 мая на Слушаниях Национальной академии наук.
Альберт и Шустер co-led исследование наряду с Луисом Эррерой-Эстрелья из Центра Изысканий и Специальных исследований (Cinvestav) в Мексике. Другие исследователи приехали из Университета Сан-Диего, El Instituto de Ecologia в Мексике, Университете Оттавы в Канаде и Университете Сельского хозяйства и Лесоводства Фуцзяни в Китае.
Генетические подкрепления predatorial заводаАльберт, Шустер, Эррера-Эстрелья и коллеги сначала сообщили об упорядочивании генома пузырчатки в 2013, успех, описанный в журнале Nature.Однако с новыми инструментами, доступными в области геномики, исследователи объединили усилия снова, чтобы создать еще лучшую версию генома пузырчатки для исследования 2016 года.
Упорядочивающая техника, которую они выбрали, была методом единственной молекулы, разработанным Тихоокеанскими Биологическими науками (PacBio). Как другие технологии, этот читает различные разделы ДНК в геноме, и затем специализировал объединения программного обеспечения, накладывающиеся на куски, чтобы сформировать большие и большие цепи. Но метод PacBio позволил ученым построить лучший геном, произведя отдельные последовательности ДНК пузырчатки больше чем в 40 раз дольше, чем прежде.Эта новая высококачественная последовательность позволила исследователям тщательно исследовать геном пузырчатки новыми способами.
Они смогли, например, определить важные ряды генных копий, известных как тандемные повторения. Это фрагменты генетического материала, которые были случайно дублированы друг рядом с другом, иногда несколько раз. Такие повторные гены часто теряются со временем, поскольку разновидность развивается, таким образом, те, которые сохранены, являются кандидатами на то, что наклонили их хозяев эволюционное преимущество.
Это особенно верно для пузырчатки, говорят Альберт и коллеги. Они отмечают, что у завода есть крошечный, богатый геном геном, признак, что у разновидности была история необузданного удаления ДНК.Тандемные повторения в геноме пузырчатки включали гены, ответственные за создание протеаз папаина – «белки, которые уничтожают другие белки», как Альберт выражается – а также гены, которые способствуют транспортировке пептида, в которой расколотые белки (части жертв) доставлены в челноке от одной клетки пузырчатки до другого.
Обе группы генов очень активны в вакуумных ловушках завода, намекая на роль в вываривании добычи.Тандем повторяет также включенные гены, связанные с чертами, такими как кислотность ловушек и эластичность их клеточных стенок – качества, которые могут облегчить эффективность завода как хищника.
«Ловушка Utricularia – только две массивные клетки, и способ, которым это делает свое заманивание в ловушку, он, создает большое отрицательное давление в ловушке, чтобы впитать добычу, однажды вызванную», говорит Ерерра-Эстрелья. «Клеточные стенки находятся под большой напряженностью. Таким образом, это не шок во всем, что, кажется, есть некоторые интересные группы тандемных дубликатов, которые имеют дело с динамизмом клеточной стенки».